Question

【题目】微量元素硼对植物生长及人体健康有着十分重要的作用，也广泛应用于新型材料的制备。

（1）基态硼原子的价电子轨道表达式是________。与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能由大到小的顺序为______。

（2）晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体，其能自发地呈现多面体外形，这种性质称为晶体的____。

（3）B的简单氢化物BH3不能游离存在，常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。

①B2H6分子结构如图，则B原子的杂化方式为__________

②氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是__________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_________（填化学式）。

（4）以硼酸（H3BO3）为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂。BH4-的立体构型为__________________。

（5）磷化硼（BP）是受高度关注的耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示。

磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是__________________。

Answer 1

【答案】 C＞Be＞B 自范性 sp3杂化 N C2H6 正四面体 正方形

【解析】

（1）基态硼原子的价电子轨道表达式是。

答案为：

与硼处于同周期且相邻的两种元素为Be和C，由于Be的2s轨道全充满，所以第一电离能大于B的第一电离能，但比C的第一电离能小，所以第一电离能由大到小的顺序为C＞Be＞B。答案为：C＞Be＞B

（2）晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体，其能自发地呈现多面体外形，这种性质称为晶体的自范性。 答案为：自范性

（3）①B2H6分子结构中，B原子的杂化方式为sp3杂化。答案为：sp3杂化

②氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是N。答案为：N

B、N的价电子数之和刚好是C价电子数的2倍，所以与氨硼烷互为等电子体的分子C2H6。

答案为：C2H6

（4）BH4-的立体构型为正四面体。答案为：正四面体

（5）磷化硼晶体中4个B原子分布在以正方体中心为中心的正四面体位置，其沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是正方形。

答案为：正方形